Optimalisatie van een X-stralen detector voor ultra precieze tijdsgeresolveerde experimenten aan synchrotron X-stralenbronnen

Groep: DyNaMat

Promotor: Prof. Bartel Van Waeyenberge

Begeleiding: Arne Vansteenkiste, Bartel Van Waeyenberge

Inlichtingen: tel. 09/264.43.42 of contacteer rechtstreeks een betrokken persoon (de contact-gegevens opvragen door op de naam te klikken)

Kernwoorden: spindynamica, magnetische X-stralenmicroscopie, synchrotron

Probleemstelling: Dit onderwerp is geschikt voor studenten die interesse hebben in de ontwikkeling van geavanceerde experimentele methodes.

In onze onderzoeksgroep wordt spindynamica, i.e. de dynamica van de magnetisatie op een microscopisch niveau, bestudeerd. Hiervoor wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van magnetische X-stralenmicroscopie. Gezien de kortere golflengte van X-stralen, laten ze microscopie toe met een laterale resolutie die ver beneden de optische resolutie ligt, namelijk tot 20 nm. Door gebruik te maken van de gepulste structuur en de hoge intensiteit van moderne synchrotronfaciliteiten, kunnen ook tijdsgesolveerde metingen uitgevoerd worden met een resolutie van ongeveer 70 ps. Deze resolutie is een limiet voor het bestuderen van heel kleine en daarmee gepaard gaande snellere fenomenen in magnetische systemen. Hiervoor moeten we over een detector beschikken die de aankomst tijd van de fotonen op een voldoende nauwkeurige manier weet te bepalen. De momenteel gebruikte 'Avalanche Photo Diodes' (APD's), zijn wel voldoende snel maar het elektronische signaal is te klein om een nauwkeurige meting van de aankomst tijd toe te laten. Een oplossing kan geboden worden door deze diode in 'Geiger' mode te bedrijven en zo de interne versterking van het signaal nog enkele grootte ordes op te krikken.

Doelstelling: Dit afstudeerwerk zou er in bestaan om deze bedrijfsmode uit te testen en na te gaan hoe ver de signaalsterkte kan geoptimaliseerd worden. Dit kan uitgebreid nagegaan worden in een testopstelling waarbij de X-stralen fotonen gesimuleerd worden door een korte laser puls. In de tweede fase kan deze detector configuratie ook getest worden met X-stralen aan het synchrotron in Berlijn (BESSY). Voor deze experimenten wordt er uitgebreid samengewerkt met het Max-Planck-Instituut in Stuttgart.

 

Locatie: De Sterre, gebouw S1